滑模變結(jié)構(gòu)控制MATLAB仿真
定 價:69 元
- 作者:劉金琨著
- 出版時間:2015/8/1
- ISBN:9787302402565
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP273
- 頁碼:504
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開本:16K
本書從MATLAB仿真的角度系統(tǒng)地介紹了滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本理論、基本方法和應(yīng)用技術(shù)。全書共分12章,包括滑模變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展綜述、連續(xù)系統(tǒng)滑模控制、自適應(yīng)魯棒滑?刂、基于干擾及輸出測量延遲觀測器的滑?刂、反演及動態(tài)面滑?刂、基于濾波器及狀態(tài)觀測器的滑?刂、模糊滑?刂、神經(jīng)滑?刂、離散系統(tǒng)滑模控制、基于LMI的滑?刂、Terminal滑?刂。每種控制方法都利用MATLAB程序進(jìn)行了仿真分析。
變結(jié)構(gòu)控制出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,經(jīng)歷了50余年的發(fā)展,已形成了一個相對獨立的研究分支,成為自動控制系統(tǒng)的一種典型的設(shè)計方法,適用于線性與非線性系統(tǒng)、連續(xù)與離散系統(tǒng)、確定性與不確定性系統(tǒng)、集中參數(shù)與分布參數(shù)系統(tǒng)、集中控制與分散控制等。這種控制方法通過控制量的切換使系統(tǒng)狀態(tài)沿著滑模面滑動,使系統(tǒng)在受到參數(shù)攝動和外部干擾的時候具有不變性,正是這種特性使得變結(jié)構(gòu)控制方法受到各國學(xué)者的廣泛重視。
由于滑模變結(jié)構(gòu)控制算法簡單、魯棒性好和可靠性高,被廣泛應(yīng)用于運動控制中,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)。
在滑模變結(jié)構(gòu)控制理論及其工程應(yīng)用領(lǐng)域,近年來已有大量的論文發(fā)表。作者多年來一直從事控制理論及應(yīng)用方面的教學(xué)和研究工作,為了促進(jìn)變結(jié)構(gòu)控制和自動化技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)布滑模變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計與應(yīng)用中的最新研究成果,并使廣大工程技術(shù)人員能了解、掌握和應(yīng)用這一領(lǐng)域的最新技術(shù),學(xué)會用MATLAB語言進(jìn)行滑模變結(jié)構(gòu)控制器的設(shè)計,作者編寫了這本書,以拋磚引玉,供廣大讀者學(xué)習(xí)參考。
本書是在總結(jié)作者多年研究成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步理論化、系統(tǒng)化、規(guī)范化、實用化后編寫而成的,其特點如下:
(1) 滑模變結(jié)構(gòu)控制算法取材新穎,內(nèi)容先進(jìn),重點介紹學(xué)科交叉部分的前沿研究和一些有潛力的新思想、新方法和新技術(shù),取材著重于基本概念、基本理論和基本方法。
(2) 每種滑?刂扑惴ǘ冀o出了完整的MATLAB仿真程序,并給出了程序的說明和仿真結(jié)果,具有很強的可讀性。
(3) 從應(yīng)用領(lǐng)域角度出發(fā),突出理論聯(lián)系實際,面向廣大工程技術(shù)人員,具有很強的工程性和實用性。書中有大量應(yīng)用實例及其結(jié)果分析,為讀者提供了有益的借鑒。
(4) 本書給出的各種滑模變結(jié)構(gòu)控制算法非常完整,程序設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單明了,便于自學(xué)和進(jìn)一步開發(fā)。
全書共分12章,包括滑模變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展綜述、連續(xù)系統(tǒng)滑?刂、自適應(yīng)魯棒滑?刂啤⒒诟蓴_及輸出測量延遲觀測器的滑?刂、反演及動態(tài)面滑?刂、基于濾波器及狀態(tài)觀測器的滑?刂、模糊滑?刂、神經(jīng)滑?刂、離散系統(tǒng)滑?刂、基于LMI的滑?刂啤erminal滑?刂。
本書程序算法使用說明如下:
(1) 本書程序可到www.tup.com.cn或http://ljk.buaa.edu.cn下載。
(2) 下載程序并復(fù)制到硬盤MATLAB運行的路徑中,即可運行仿真。
(3) 所有算法均在MATLAB R2013a版本下運行成功,也兼容更高級版本。
(4) 所有控制算法按章歸類,程序名與書中對應(yīng)一致。
(5) 如果讀者對算法和仿真程序有疑問,請通過電子郵件(ljk@buaa.edu.cn)與作者聯(lián)系。
本書是基于MATLAB R2011a由于采用的軟件仿真環(huán)境為MATLAB R2013a英文版,所以書中仿真插圖均為英文。環(huán)境下開發(fā)的,各個章節(jié)的內(nèi)容具有很強的獨立性,讀者可以結(jié)合自己的研究方向深入地進(jìn)行研究。
作者在滑?刂频难芯恐械玫奖本┖娇蘸教齑髮W(xué)爾聯(lián)潔教授的熱情支持和指導(dǎo)。本書的撰寫和研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目“N連桿柔性機械臂PDE建模及自適應(yīng)邊界控制理論研究”(編號: 61374048)的支持。
由于作者水平有限,書中難免存在一些不足和疏漏之處,歡迎廣大讀者批評指正。
劉金琨
2015年5月于北京航空航天大學(xué)
第1章緒論
1.1滑模變結(jié)構(gòu)控制簡介
1.2變結(jié)構(gòu)控制發(fā)展歷史
1.3滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理
1.4滑模面的參數(shù)設(shè)計
1.5滑模變結(jié)構(gòu)控制理論研究方向
1.5.1滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振問題
1.5.2離散系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.3自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.4不匹配不確定性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.5針對時滯系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.6非線性系統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.7Terminal滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.8全魯棒(Global)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.9滑模觀測器的研究
1.5.10神經(jīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.11模糊滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.12積分滑模變結(jié)構(gòu)控制
1.5.13高階滑?刂
1.6滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用
1.6.1在電機中的應(yīng)用
1.6.2在機器人控制中的應(yīng)用
1.6.3在飛行器控制中的應(yīng)用
1.6.4在倒立擺控制中的應(yīng)用
1.6.5在伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.7滑模變結(jié)構(gòu)控制相關(guān)研究著作
1.8控制系統(tǒng)S函數(shù)設(shè)計
1.8.1S函數(shù)介紹
1.8.2S函數(shù)基本參數(shù)
1.8.3S函數(shù)描述實例
1.9簡單自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計實例
1.9.1系統(tǒng)描述
1.9.2滑?刂坡稍O(shè)計
1.9.3仿真實例
附錄
參考文獻(xiàn)
第2章滑?刂苹痉椒
2.1滑模面設(shè)計及應(yīng)用實例
2.1.1滑模面的參數(shù)設(shè)計
2.1.2滑?刂频墓こ桃饬x
2.1.3一個簡單的滑?刂茖嵗
2.1.4仿真實例
2.2基于趨近律的滑?刂
2.2.1幾種典型的趨近律
2.2.2控制器設(shè)計
2.2.3仿真實例
2.3基于趨近律的滑模魯棒控制
2.3.1系統(tǒng)描述
2.3.2仿真實例
2.4基于上界的滑?刂
2.4.1系統(tǒng)描述
2.4.2控制器設(shè)計
2.4.3仿真實例
2.5基于準(zhǔn)滑動模態(tài)的滑?刂
2.5.1準(zhǔn)滑動模態(tài)
2.5.2仿真實例
2.6基于連續(xù)切換的滑?刂
2.6.1雙曲正切函數(shù)性質(zhì)
2.6.2基于雙曲正切函數(shù)的滑?刂
2.6.3仿真實例
2.7等效滑?刂
2.7.1系統(tǒng)描述
2.7.2等效控制
2.7.3滑?刂
2.7.4仿真實例
2.8滑模控制的數(shù)字化仿真
2.8.1基本原理
2.8.2仿真實例
參考文獻(xiàn)
第3章幾種典型滑?刂
3.1基于名義模型的滑?刂
3.1.1系統(tǒng)描述
3.1.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1.3針對名義模型的控制
3.1.4滑?刂破鞯脑O(shè)計
3.1.5仿真實例
3.2全局滑?刂
3.2.1系統(tǒng)描述
3.2.2全局滑模函數(shù)的設(shè)計
3.2.3滑?刂破鞯脑O(shè)計
3.2.4仿真實例
3.3基于線性化反饋的滑?刂
3.3.1線性化反饋控制
3.3.2仿真實例
3.3.3基于線性化反饋的滑?刂
3.3.4仿真實例
3.4輸入輸出反饋線性化控制
3.4.1系統(tǒng)描述
3.4.2控制器設(shè)計
3.4.3仿真實例
3.5基于輸入輸出反饋線性化的滑?刂
3.5.1系統(tǒng)描述
3.5.2控制器設(shè)計
3.5.3仿真實例
3.6模型參考滑?刂
3.6.1系統(tǒng)描述
3.6.2滑?刂破髟O(shè)計
3.6.3仿真實例
參考文獻(xiàn)
第4章自適應(yīng)魯棒滑?刂
4.1自適應(yīng)魯棒滑?刂泼枋
4.1.1問題的提出
4.1.2自適應(yīng)滑?刂坡傻脑O(shè)計
4.1.3仿真實例
4.2無須物理參數(shù)的倒立擺自適應(yīng)滑模控制
4.2.1系統(tǒng)描述
4.2.2控制律設(shè)計
4.2.3仿真實例
4.3基于HJI理論的滑模魯棒控制
4.3.1基本原理
4.3.2控制器設(shè)計與分析
4.3.3仿真實例
參考文獻(xiàn)
第5章基于干擾及輸出測量延遲觀測器的滑?刂
5.1基于慢時變干擾觀測器的連續(xù)滑?刂
5.1.1系統(tǒng)描述
5.1.2觀測器設(shè)計
5.1.3仿真實例
5.1.4基于慢時變干擾觀測器的連續(xù)滑?刂
5.1.5仿真實例
5.2基于指數(shù)收斂干擾觀測器的滑?刂
5.2.1系統(tǒng)描述
5.2.2指數(shù)收斂干擾觀測器的問題提出
5.2.3指數(shù)收斂干擾觀測器的設(shè)計
5.2.4滑?刂破鞯脑O(shè)計與分析
5.2.5仿真實例
5.3基于輸出延時觀測器的滑?刂
5.3.1系統(tǒng)描述
5.3.2輸出延遲觀測器的設(shè)計
5.3.3滑?刂破鞯脑O(shè)計與分析
5.3.4仿真實例
5.4一種時變測量延遲觀測器及滑?刂
5.4.1系統(tǒng)描述
5.4.2輸出延遲觀測器的設(shè)計
5.4.3按A-KC為Hurwitz進(jìn)行K的設(shè)計
5.4.4觀測器仿真實例
5.4.5基于時變測量輸出延遲觀測器的滑?刂
5.4.6閉環(huán)控制仿真實例
參考文獻(xiàn)
第6章反演及動態(tài)面滑?刂
6.1簡單反演滑?刂
6.1.1基本原理
6.1.2滑模反演控制器的設(shè)計
6.1.3仿真實例
6.2魯棒反演滑?刂
6.2.1系統(tǒng)描述
6.2.2Backstepping滑?刂破鞯脑O(shè)計
6.2.3仿真實例
6.3自適應(yīng)反演滑模控制
6.3.1控制律的設(shè)計
6.3.2仿真實例
6.4簡單動態(tài)面滑?刂
6.4.1系統(tǒng)描述
6.4.2動態(tài)面控制器的設(shè)計
6.4.3動態(tài)面控制器的分析
6.4.4動態(tài)面滑?刂破鞯脑O(shè)計
6.4.5仿真實例
6.5基于反演的動態(tài)滑?刂
6.5.1系統(tǒng)描述
6.5.2控制律設(shè)計
6.5.3仿真實例
參考文獻(xiàn)
第7章基于濾波器及狀態(tài)觀測器的滑?刂
7.1基于低通濾波器的滑?刂
7.1.1系統(tǒng)描述
7.1.2滑?刂破髟O(shè)計
7.1.3仿真實例
7.2基于Kalman濾波器的滑?刂
7.2.1系統(tǒng)描述
7.2.2卡爾曼濾波器原理
7.2.3仿真實例
7.3基于高增益觀測器的滑?刂
7.3.1高增益觀測器機理分析
7.3.2高增益觀測器的滑?刂破髟O(shè)計
7.3.3仿真實例
7.4基于擴張觀測器的滑?刂
7.4.1擴張觀測器的設(shè)計
7.4.2擴張觀測器的分析
7.4.3仿真實例
7.4.4基于擴張觀測器的滑?刂破髟O(shè)計
7.4.5仿真實例
7.5基于高增益微分器的滑?刂
7.5.1系統(tǒng)描述
7.5.2傳統(tǒng)滑?刂破鞯脑O(shè)計
7.5.3高增益微分器設(shè)計
7.5.4高增益微分器的滑模控制器設(shè)計
7.5.5仿真實例
7.6基于K觀測器的高階系統(tǒng)設(shè)計與分析
7.6.1K觀測器設(shè)計與分析
7.6.2按A0為Hurwitz進(jìn)行k的設(shè)計
7.6.3基于K觀測器的高階系統(tǒng)滑?刂
7.6.4仿真實例
參考文獻(xiàn)
第8章模糊滑?刂
8.1基于模糊切換增益調(diào)節(jié)的滑?刂
8.1.1系統(tǒng)描述
8.1.2滑?刂破髟O(shè)計
8.1.3模糊規(guī)則設(shè)計
8.1.4仿真實例
8.2基于等效控制的模糊滑?刂
8.2.1系統(tǒng)描述
8.2.2模糊滑?刂坡傻脑O(shè)計
8.2.3仿真實例
8.3一種簡單的模糊自適應(yīng)滑?刂
8.3.1問題描述
8.3.2模糊逼近原理
8.3.3控制算法設(shè)計與分析
8.3.4仿真實例
8.4基于線性化反饋的自適應(yīng)模糊滑?刂
8.4.1線性化反饋方法
8.4.2滑?刂破髟O(shè)計
8.4.3自適應(yīng)模糊滑?刂破髟O(shè)計
8.4.4仿真實例
8.5一種簡單的切換模糊化自適應(yīng)滑?刂
8.5.1系統(tǒng)描述
8.5.2自適應(yīng)模糊滑?刂破髟O(shè)計
8.5.3仿真實例
8.6一種復(fù)雜的切換模糊化自適應(yīng)滑?刂
8.6.1系統(tǒng)描述
8.6.2自適應(yīng)模糊滑模控制器設(shè)計
8.6.3仿真實例
8.7具有積分滑模面的模糊滑?刂
8.7.1系統(tǒng)描述
8.7.2控制器的設(shè)計
8.7.3仿真實例
8.8控制輸入模糊化的自適應(yīng)滑?刂
8.8.1系統(tǒng)描述
8.8.2控制器的設(shè)計
8.8.3自適應(yīng)控制算法設(shè)計
8.8.4仿真實例
參考文獻(xiàn)
第9章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑?刂
9.1一種簡單的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)滑?刂
9.1.1問題描述
9.1.2RBF網(wǎng)絡(luò)原理
9.1.3控制算法設(shè)計與分析
9.1.4仿真實例
9.2RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)魯棒滑?刂
9.2.1問題描述
9.2.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近f(·)的滑?刂
9.2.3仿真實例
9.3一種復(fù)雜的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)魯棒滑?刂
9.3.1問題描述
9.3.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近f(·)和g(·)的滑?刂
9.3.3仿真實例
9.4基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直接自適應(yīng)滑?刂
9.4.1系統(tǒng)描述
9.4.2理想的滑?刂破骷吧窠(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近
9.4.3控制器設(shè)計及分析
9.4.4仿真實例
9.5基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最小參數(shù)學(xué)習(xí)法的自適應(yīng)滑?刂
9.5.1問題描述
9.5.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近的自適應(yīng)控制
9.5.3仿真實例
9.6基于RBF網(wǎng)絡(luò)摩擦補償?shù)幕?刂?br />
9.6.1系統(tǒng)描述
9.6.2基于RBF網(wǎng)絡(luò)逼近的滑模控制
9.6.3仿真實例
參考文獻(xiàn)
第10章離散滑?刂
10.1離散滑?刂泼枋
10.2離散時間滑?刂频奶匦
10.2.1準(zhǔn)滑動模態(tài)
10.2.2離散滑模的存在性和可達(dá)性
10.2.3離散滑?刂频牟蛔冃
10.3基于趨近律的離散滑?刂
10.3.1離散趨進(jìn)律的設(shè)計
10.3.2離散控制律的設(shè)計
10.3.3仿真實例
10.3.4基于趨近律的離散滑?刂莆恢酶
10.3.5仿真實例
10.4基于等效控制的離散滑?刂
10.4.1控制器設(shè)計
10.4.2穩(wěn)定性分析
10.4.3仿真實例
10.5基于變速趨近律的滑模控制
10.5.1變速趨近律設(shè)計
10.5.2基于變速趨近律的滑?刂
10.5.3基于組合趨近律的控制
10.5.4仿真實例
10.6自適應(yīng)離散滑?刂
10.6.1離散指數(shù)趨近律控制的抖振分析
10.6.2自適應(yīng)滑?刂破鞯脑O(shè)計
10.6.3仿真實例
10.7離散滑?刂频脑O(shè)計與分析
10.7.1系統(tǒng)描述
10.7.2控制器設(shè)計與分析
10.7.3仿真實例
10.8基于干擾觀測器的離散滑?刂
10.8.1系統(tǒng)描述
10.8.2基于干擾觀測器的離散滑?刂
10.8.3干擾觀測器的收斂性分析
10.8.4穩(wěn)定性分析
10.8.5仿真實例
參考文獻(xiàn)
第11章基于LMI的滑?刂
11.1LMI及其MATLAB求解
11.1.1傳統(tǒng)的LMI求解方法
11.1.2新的LMI求解方法——YALMIP工具箱
11.1.3YALMIP工具箱仿真實例
11.2基于LMI的一類線性系統(tǒng)控制
11.2.1系統(tǒng)描述
11.2.2基于LMI的線性系統(tǒng)穩(wěn)定鎮(zhèn)定
11.2.3基于LMI的線性系統(tǒng)跟蹤控制
11.2.4仿真實例
11.3基于LMI的一類線性系統(tǒng)滑模魯棒控制
11.3.1系統(tǒng)描述
11.3.2控制器設(shè)計
11.3.3仿真實例
11.4基于LMI的Lipschitz非線性系統(tǒng)穩(wěn)定鎮(zhèn)定
11.4.1系統(tǒng)描述
11.4.2鎮(zhèn)定控制器設(shè)計
11.4.3仿真實例
11.5基于LMI的Lipschitz非線性系統(tǒng)跟蹤控制
11.5.1系統(tǒng)描述
11.5.2跟蹤控制器設(shè)計
11.5.3仿真實例
11.6基于LMI的欠驅(qū)動倒立擺系統(tǒng)滑?刂
11.6.1系統(tǒng)描述
11.6.2基于等效的滑?刂
11.6.3基于輔助反饋的滑?刂
11.6.4仿真實例
11.7基于LMI的混沌系統(tǒng)動態(tài)補償滑?刂
11.7.1系統(tǒng)描述
11.7.2傳統(tǒng)的基于LMI的滑?刂
11.7.3基于動態(tài)補償?shù)腖MI滑?刂
11.7.4仿真實例
參考文獻(xiàn)
第12章Terminal滑模控制
12.1一種非線性系統(tǒng)的Terminal滑?刂
12.1.1系統(tǒng)描述
12.1.2Terminal滑?刂破髟O(shè)計
12.1.3仿真實例
12.2快速Terminal滑?刂
12.2.1傳統(tǒng)快速Terminal滑?刂
12.2.2非奇異Terminal滑?刂
12.2.3仿真實例
12.3全局快速Terminal滑?刂
12.3.1全局快速Terminal滑動模態(tài)
12.3.2全局快速滑?刂破鞯脑O(shè)計及分析
12.3.3全局快速滑?刂频聂敯粜苑治
參考文獻(xiàn)